弹用微型涡喷发动机燃烧室初步设计及实验分析

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微型涡轮喷气发动机是微小型飞行器中最常见的动力装置之一,而燃烧室是微型涡喷发动机最核心的部件,是当前微型涡喷发动机优化设计的主要方向之一。本文拟基于大中型涡轮喷气发动机的燃烧室设计方法,根据微型涡喷发动机的特点,研究适用于微型涡喷发动机燃烧室的设计方法,开发一套适用于该类微型涡喷发动机燃烧室的设计程序。利用该设计软件完成某微型涡喷发动机的初步设计,并对该发动机的综合燃烧性能进行系统实验研究与分析。首先,根据大中型涡喷发动机燃烧室的初步设计方法,结合微型涡喷发动机的特点,提出适用于微型涡喷发动机燃烧室的初步设计方法,包括燃烧室尺寸的初步设计、空气流量分配以及气动热力计算等内容。接着,根据初步设计方法,利用VisualC#语言开发一款微型涡喷发动机燃烧室初步设计软件。基于该软件对微型涡喷发动机燃烧室基本结构尺寸的确定以及内外环腔、火焰筒内的沿程参数计算进行了可视化设计。然后,通过编写的燃烧室初步设计软件完成某微型涡喷发动机燃烧室的设计并运用到该发动机中,对改型后的微型涡喷进行燃烧性能综合实验研究,测得该微型涡喷发动机工作过程中的燃油空气流量,转速,发动机壁面及燃气温度,燃烧产物,压力等参数的变化规律,综合分析改型后微型涡喷发动机的性能。最后,对微型涡喷发动机工作燃料的多样性进行了探讨,对以可再生能源——酒精为燃料的发动机燃烧性能进行了实验分析。研究发现,使用酒精可保持发动机的稳定工作,但其燃烧性能有待于进一步改进与提高,需要针对该燃料对燃烧室进一步优化设计。本文在微型涡喷燃烧室初步设计方法上进行了探讨与实践,并对燃烧室改型后的微型涡喷的燃烧性能进行了实验测量,探讨了可再生能源的利用的优缺点以及可能的改进方向。上述研究工作对于微型涡喷在智能弹药等新兴武器装备中的运用以及微型涡喷设计技术的进一步发展,做出了有益的贡献,对后续的发展做出了探索。
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